天舟三號成功發射, 為什麼還留著天舟二號貨運飛船?

神舟十二號航天員乘組圓滿完成任務，順利返回東風主著陸場。與天和核心艙對接的

天舟二號

貨運

飛船也完成使命，照理說應該脫離

空間站

，受控離軌並且在大氣層中燒燬。因為滿載6噸多物資的

天舟三號

貨運飛船已經從海南文昌發射場成功發射，它從後向對接到天舟二號現有的位置。

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長征7號成功發射天舟三號

然而神舟十二號飛船返回後，天舟二號並沒有跟著離開空間站，而是繞著核心艙飛了半個圈，重新對接在了神舟十二號原來的位置上。這到底是怎麼回事？

有人說，之所以還把天舟二號留在軌道上，是因為要給接下來的神舟十三號宇航員裝垃圾，等垃圾裝滿之後，就可以讓它脫離、帶著一船廢物墜落了。果真是這樣嗎？

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天舟二號將墜入大氣層

航天員在太空生活，他們每天都需要消耗一定數量的物資，吃穿用也會產生大量廢棄物和排洩物。太空裡沒有下水道，你沒辦法將廢物一衝了之，只能用特製的容器密封起來，定期存放在貨運飛船裡。航天員在太空中穿髒的衣服也不能拿洗衣機洗滌晾乾再穿，空間站裡水資源有限，用來洗衣服成本太高，所以內衣穿幾天之後就打包扔進貨運飛船。太空科學實驗所使用的一次性工具、裝置以及它們的包裝，因為沒必要保留，通常也都會隨著貨運飛船一起在大氣層中燒掉。

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空間站會有大量垃圾產生

那為什麼天舟二號已經完成了任務，科學家依然不肯放棄它？因為本著物盡其用的原則，天舟二號貨運飛船除了拿來運貨，它同時也肩負著其它功能，以及重要的科學使命。

天宮空間站是中國第一個空間科學技術和太空研究基地，儘管有之前天宮一號、天宮二號打基礎，新的空間站無論從體量還是先進性方面都上了不止一個臺階。在空間站建設初期，我們還有許多技術需要驗證，有許多功能需要反覆實驗，以確保萬無一失。

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目前是空間站技術驗證階段

天宮空間站在2022年將迎來兩個重量級部分：20噸級的“問天號”與“夢天號”實驗艙，這兩個艙長約14。4米、最大直徑達4。2米，但它們沒有機動能力。空間站與實驗艙的對接需要“以我為主”——由長征五號運載火箭把實驗艙精確地送到空間站軌道前方，再由空間站慢慢加速靠近，對接到核心艙的前方埠上。實驗艙對接上之後，航天員操控機械臂“抓住”實驗艙，再將它轉體90°，對接到節點艙側向的埠，從此固定在那裡。

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實驗艙需要靠機械臂轉位對接

但是中國建設空間站是“大姑娘坐轎”—— 頭一回，實驗艙能不能順利轉位對接，誰也沒試過，機械臂好不好用？中間可能會遇到什麼問題？只有實際做過才能知道。在實驗艙發射上天之前，天舟二號正好可以充當這個實驗品。

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天舟二號轉到前向對接

天舟二號在完成物資補給任務之後，地面控制人員發出指令，它會自動轉移到核心艙前方，模擬未來的實驗艙進行自動交會對接，然後停靠在節點艙前向埠，同時完成電路、液路對接、測試前向燃料補加。接下來神舟十三號飛船將對接到節點艙下方的徑向埠，航天員進入空間站後，手動操縱機械臂抓住13噸的天舟二號模擬實驗艙轉位對接工作。

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利用機械臂抓取天舟二號轉位對接

在這些實驗完成之後，天舟二號才算最終完成使命，可以用來裝垃圾、擇機離開空間站返回大氣層了。

天舟二號還有一個重要功能被許多人忽略：它還是空間站上的一個平衡器。

我們知道當空間站以7。68公里/秒的速度繞地球飛行時，它產生的“離心力”與地球引力相互抵消，於是空間站會呈現“失重”狀態，就像是漂浮在太空一樣。這時候你哪怕是對它施加一個很小的力，都能讓它的姿態發生變化。天舟三號對接在核心艙的後端，這兩個組合體的質心（重心）位於核心艙後部，而節點艙位於最前端。當神舟十三號從側向對接時，只要兩個對介面一接觸，核心艙就會發生扭轉，這很容易造成對接失敗。

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天舟二號可以調整空間站重心位置

現在我們把天舟二號接在核心艙前邊，形成“天舟二號-天和-天舟三號”的“一”字形三艙結構，就可以把組合體的質心大幅度前移到中間位置，神舟十三號對接過程中碰撞的偏轉力矩縮小，對接成功的機率大幅度提升。並且天舟二號推進艙的發動機也能作為空間站推進控制系統的備份，幫助對接後更快地穩定空間站姿態。

在實驗艙完全安裝到位之前，貨運飛船始終要充當一個平衡重心的作用，以後天舟三號在退役前也會轉到空間站前邊，等神舟十四號對接完了再退出軌道。

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天舟三號將對接在空間站後方

與其它的貨運飛船不同，天舟二號飛船除了運貨，它還承擔了非常複雜的科學實驗任務：需要驗證未來實驗艙的自動對接、機械臂轉抓取轉位；驗證備份推進技術、姿態控制技術、前向燃料補加與供電；改變空間站重心、為載人飛船徑向對接提供保護。由此可見，我們的天舟二號其實是一個多面手，它也將是服役時間最長的一艘貨運飛船。當然啦，貨運飛船在脫離前總會盡量帶走所有垃圾，這本來就是它分內之事。